使命、新方向、新途径
0.1 岩体及岩体力学
0.1.1 岩石和岩体
• 1、岩石（rock）
• [岩石]是组成地壳及上地幔的基本物质，由各种造岩矿 物或岩屑在地质作用下按照一定规律组合而成的。
•
矿物：地壳中具有一定化学成分和物理性质的天然元素
或化合物，称为矿物。或者，矿物是天然产出的均匀固体，
具有规则的原子构造和一定的化学成分或在规定的范围间变
按其力学性能又分为若干类型，它们在岩体内存在的形式不
同，从而形成不同的岩体结构类型。
•
把不同类型的岩体结构单元在岩体内组合、排列形式定
义为岩体结构。它是岩体力学研究中最重要的地质基础。
•
岩体结构的三因素：岩体结构单元；组合（不同类型的
岩体结构单元在岩体内的搭配）；排列（如岩体结构单元是
有序的还是无序的；是贯通的还是断续的）。
• 基于岩体结构分析，可以抽象出地质模型。
0.1 岩体及岩体力学
0.1.1 岩石和岩体
3、岩体（rock mass） 岩体 结构体
结构面
岩体结构
0.1 岩体及岩体力学
0.1.1 岩石和岩体
• 3、岩体（rock mass）
• （4）岩体赋存于一定的地质环境中。
•
▲地质环境主要指地应力，地下水和温度。岩体实际上
•
地壳由各类地质体组成，如地层地体，变质地体，岩浆
岩地体和火山岩地体等。
•
由岩石组成的岩块及在结构面切割下具有一定的结构和
构造、占据地球上一定空间的实体，称为[地质体]。
• 我们把地质体作为工程作用或力学作用对象研究时则取 名为岩体。狭义地，我们也有时把工程作用涉及到的地质体 称为岩体（孙广忠）。
0.1 岩体及岩体力学
• （3）定位：应用性学科；应用在何处？
0.1 岩体及岩体力学
0.1.2 岩体力学
孙广忠教授认为：岩体力学与一般材料力学不同，它是研 究经受过变形、遭受过破坏的地质体（岩体）在环境因素 改变时再变形和再破坏规律的理论和应用的科学。
• ▲岩体由于经受过变形、遭受过破坏，其内蓄存了初始 地应力和初始应变；岩体是一种已经破碎的地质体，形成 了特殊的割裂结构。在岩体力学分析中，如果不能把岩体 的地质特征搞清楚，那么任何精确的计算等于无用。
• ▲岩体力学研究的变形和破坏是已经破坏的地质体的再 破坏变形和再破坏规律问题，其变形和破坏条件不能简单 地用一般材料的变形本构规律和破坏判据来判断。结构力 学分析是岩体力学分析的基本方法。
0.1 岩体及岩体力学
0.1.1 岩石和岩体
• 2、地质体（geologic body ）
• [地质体] 是地质工作中经常使用的涵义不严格的一个术 语，通常是指地壳内占有一定的空间和有其固有成分并可以
与周围物质相区别的地质作用的产物。不论其大小范围如何， 大到一个岩体，小到一个包裹体，都可称为地质体。
是固、液、气的复合体。
•
▲现状地质环境是长期地质演化的结果，也是未来演化
的起点。岩体赋存环境条件可改变岩体结构力学效应和岩石
力学性能。
•
• 综上，岩体的工程特性：不连续性，非均质性，各向异 性，赋存于一定的地质环境中，岩体中的水、温度、应力场 等对岩体性质有较大影响。
0.1 岩体及岩体力学
0.1.2 岩体力学
岩体力学（Rockmass Mechanics）：是研究岩体在各种 力场作用下变形和破坏规律的一门应用性学科（教材）。
• 可见：
• （1）研究对象是岩体。岩体主要由岩石组成，是岩石改 造的结果。 “岩石力学” 的提法也很普遍。
• （2）研究内容：岩体在各种力场作用下变形和破坏规律。 （什么样的力场？力场如何形成及演化？ 什么样的变形破 坏规律？如何进行分析和描述？如何应用于工程？）
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0.1.1 岩石和岩体
• 3、岩体（rock mass）
• （3）岩体是有结构的，即有一定的岩体结构：有一定的 岩石成分（物质建造）和各类结构面（改造作用形成）。
•
可以把岩体内开裂的和易开裂的地质界面抽象地统称为
结构面，被结构面切割成的岩块称为结构体。结构面和结构
体称为岩体结构单元或称为岩体结构要素。结构面和结构体
0.1 岩体及岩体力学
0.1.1 岩石和岩体
• 3、岩体（rock mass） • 综上，[岩体]含义主要有一下四点： • （1）岩体是地质体中与工程建设有关的那一部分
岩石，是工程作用或力学作用对象。
• （2）岩体经历过多次而反复的地质作用，经受过 变形，遭受过破坏：岩体的形成是在建造基础上， 经过了构造改造、表生改造（风化作用，卸荷作 用），甚至包括工程作用改造。地质改造是有规律 可寻的：构造地质学、地质力学等。
0.1.1 岩石和岩体
• 3、岩体（rock mass） • 《工程地质分析原理》（张倬元）中，[岩体]通常指地质
体中与工程建设有关的那一部分岩石，它处于一定的应力状 态，被各种结构面所分割。 • 《岩体结构力学》（孙广忠）中：[岩体]是地质体，它经 历过多次而反复的地质作用，经受过变形，遭受过破坏，形 成一定的岩石成分、一定的结构、赋存于一定的地质环境中， 在作为力学作用研究对象时被定义为岩体。 • [岩体]：是地质体的一部分，它位于一定的地质环境中， 是在各种宏观地质界面（断层、节理、破碎带、接触带、片 理等 ）分割下形成的有一定结构的地质体。这些宏观地质 界面统称结构面或不连续面；被结构面切割成的岩石块体称 为为结构体；结构面和结构体的排列组合方式称为岩体结构。 （教材中）
岩体力学
理论学时：32（2.5个学分） 参考教材：岩体力学（第二版）,课件 教材编著：肖淑芳，杨淑碧 推荐阅读：岩体力学基础（孙广忠）
岩体结构力学（孙广忠） 专业：土木工程专业道路工程方向 2011~2012学年第一学期
岩体力学
0. 绪论
0.1 岩体及岩体力学 0.2 岩体力学的发展 0.3 岩体力学与生产实践 0.4 岩体力学研究的主要内容 0.5 新世纪中国岩体力学与工程发展的新
化的无机物体。其中构成岩石的矿物称为造岩矿物。
• 岩石是岩和变质岩。其中以岩浆岩数 量最多，在地壳深至16公里范围内，95%以上为岩浆岩（火 成岩）。 但在地球表面，有75%为沉积岩所覆盖。
0.1 岩体及岩体力学
0.1.1 岩石和岩体
• 1、岩石